Alnico

Hufeisenmagnet aus dem Werkstoff Alnico

Alnico sind Legierungen von Eisen mit Aluminium, Nickel und Cobalt sowie Kupfer. Aus ihnen werden Permanentmagnete durch Gießen oder Sintern hergestellt.<ref name="camp1"/> Eine Handelsmarke ist OERSTIT,<ref>http://www.tridelta.de/viomatrix/imgs/download/oerstit-d.pdf</ref> (Thyssen Edelstahlwerke AG)<ref>OERSTIT. In: Trademarkia. Abgerufen am 30. Januar 2024. </ref> nach Hans Christian Ørsted.

Geschichte

Der Werkstoff wurde erstmals 1931 von dem japanischen Metallurgen Tokushichi Mishima hergestellt und patentiert.<ref>Patent US2027994A: Magnet steel containing nickel and aluminium. Angemeldet am 20. Januar 1932, veröffentlicht am 14. Januar 1936, Erfinder: Tokushichi Mishima.‌</ref> Mishima entdeckte bei Arbeiten mit Eisen-Nickel-Legierungen („Silberblech“, bzw. Nickelstahl), dass durch Zugabe von Aluminium sich in der Legierung permanentmagnetische Eigenschaften einstellen.<ref name="mkms"/> Er erzielte eine Koerzitivfeldstärke von 32 kA/m, was für damalige Verhältnisse sehr viel war und unter der Handelsmarke {{Modul:Vorlage:lang}} Modul:Vorlage:lang:103: attempt to index field 'wikibase' (a nil value) vertrieben wurde.

In den magnetischen Eigenschaften verbesserte Alnico-Legierungen werden durch Beimischungen von Kupfer, Cobalt und Titan erzielt und bestehen in Volumenprozent aus 8–12 % Aluminium, 15–26 % Nickel, 5–24 % Cobalt, bis zu 6 % Kupfer und bis zu 1 % Titan. Der Hauptanteil der Legierung ist Eisen. Die konkreten Anteile variieren je nach Anforderungen an den Werkstoff.<ref name="cull1"/>

Eigenschaften

Die Remanenzflussdichte liegt bei handelsüblichen Alnico bei etwa 0,6 T bis 1,3 T (6000–13000 Gauß) und ist im Vergleich zu Ferritmagneten relativ hoch. Wie bei anderen Permanentmagneten auch, ist die Flussdichte an der Oberfläche des Magneten in der Regel deutlich kleiner. AlNiCo-Magnete haben eine Curie-Temperatur von 700–850 °C und eine obere Gebrauchstemperatur von 450–500 °C.<ref>Maurer Magnetic AG: https://maurermagnetic.com/wp-content/uploads/2020/02/52_Deutsch.pdf (PDF; 336 kB).</ref>

Das Material verliert immer mehr an Bedeutung und wird durch Seltenerdmagnetwerkstoffe wie Neodym-Eisen-Bor ersetzt. Ein Grund ist, dass Alnico eine geringe magnetische Stabilität hat.<ref name="permagsoft"/> Das heißt, die Koerzitivfeldstärke von Alnico ist im Vergleich mit Seltenerdmagneten mit rund 50–100 kA/m vergleichsweise klein und die Gefahr der Entmagnetisierung durch ein externes Feld relativ groß.

Permanentmagnete aus AlNiCo haben eine länglichere Form als solche aus Hartferrit.

Ein Vorteil von AlNiCo ist, dass es nach künstlicher Alterung eine stabile Magnetisierung besitzt. Von allen bekannten Werkstoffen hat es den niedrigsten Temperaturkoeffizienten der Remanenzinduktion.<ref name="permagsoft"/> Deswegen werden AlNiCo-Magneten immer noch in Sensoren verwendet. Traditionelle Lautsprecher und Gitarrentonabnehmer (Pickups) verwenden ebenfalls AlNiCo-Magnete, während sie in Elektromotoren mit Permanenterregung durch Ferritmagnete und Seltenerdmagnete verdrängt wurden. Auch in der Uhrenherstellung wurde Nickelstahl<ref>Hans F. Tölke: Nickelstahl. Vor 50 Jahren starb Charles-Edouard Guillaume. In: Alte Uhren. Heft 2, 1989, S. 59–62.</ref> eingesetzt.

Eine wichtige Anwendung sind Fälle mit hoher Einsatztemperatur oder (als magnetisch halbhartes Material, welches ständig ummagnetisiert wird) Hysteresebremsen, bei denen es auf die hohe Curietemperatur ankommt, um die thermische Belastung zu ertragen.

Der anisotrope Gusswerkstoff Alnico 500 besteht aus 8 % Al, 14 % Ni, 24 % Co, 3,5 % Cu, Rest Fe und weist eine Dichte von 7,3 g/cm³ auf.<ref>Datenblatt für AlNiCo 500 der GMB (Gussmagnete Bitterfeld) Deutsche Magnetwerkstoffe GmbH, 2016.</ref>

Weblinks

MMPA STANDARD No. 0100-00 STANDARD SPECIFICATIONS FOR PERMANENT MAGNET MATERIALS. (pdf) Magnetic Materials Producers Association, 24. April 2000, abgerufen am 25. April 2025 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 153: attempt to index field 'data' (a nil value)).
AlNiCo-Magnete bei Thyssenkrupp-Magnettechnik

Einzelnachweise